(57)【要約】【課題】要求される強度などを備えつつ、多くの加工工程を必要とせず製造時間を短くでき、製造コストを抑えて得られる中空状の回転軸を備えたドラム式洗濯機を提供する。【解決手段】ドラム６の回転軸１５は、母材となるパイプ材を塑性変形させることによって軸方向に順次小径となるように形成された中空状の回転軸主体部３１と、回転軸主体部３１における大径側の開口端を塞ぐように取り付けられた端板３２とを有し、端板３２側がドラム６に固着される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外箱と、
前記外箱の内部に配設された水受槽と、
一端部に開口部を有し前記水受槽の内部に回転可能に配設されたドラムと、
前記ドラムの前記開口部とは反対側の端面中央部に固着された回転軸と、
前記ドラムを前記回転軸を介して回転駆動する駆動源とを備えるドラム式洗濯機において、
前記回転軸は、パイプ材を塑性変形させることによって軸方向に順次小径となるように形成された中空状の回転軸主体部と、前記回転軸主体部における大径側の開口端を塞ぐように取り付けられた端板とを有し、前記端板側が前記ドラムに固着されたことを特徴とするドラム式洗濯機。
【請求項２】
前記回転軸は、前記端板とは反対側の端部に、前記駆動源により回転される回転部材が取付けられる回転部材取付部と、前記回転部材の抜け止めをする抜止め部材が取付けられる抜止め部材取付部とを有していることを特徴とする請求項１に記載のドラム式洗濯機。
【請求項３】
前記回転軸は、前記回転軸主体部と前記端板とを連結するためのコネクタを有し、前記コネクタは、前記回転軸主体部に嵌合固着される筒部と、前記筒部から外側へ張り出すフランジ部を一体に有し、前記フランジ部が前記端板と固着されることを特徴とする請求項１または２に記載のドラム式洗濯機。
【請求項４】
前記コネクタにおける前記筒部は前記回転軸主体部の外周部に嵌合固着され、
前記回転軸は、前記コネクタにおける前記筒部の外周部に嵌合固着されるスリーブを有することを特徴とする請求項３に記載のドラム式洗濯機。
【請求項５】
前記コネクタは、パイプ材を塑性変形させて形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載のドラム式洗濯機。
【請求項６】
前記回転軸は、前記回転軸主体部の反端板側の端部に、切削加工品から構成されて前記回転部材取付部および前記抜止め部材取付部が形成された中実部材を有することを特徴とする請求項２に記載のドラム式洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水受槽内に収納されたドラムが片持ち支持され回転駆動されるドラム式洗濯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラム式洗濯機の水受槽内部で回転駆動されるドラムは、その開口端の反対側端面中央部に回転軸が固着され片持ち支持されている。このため上記回転軸は高い強度などが必要とされ中実状の金属材料から切削加工により形成されることが一般的であった。このような回転軸は、その重量の重さが問題視されていた。
今日の洗濯機のなかには強度などの問題を解消しつつ、軽量化などの要請から中空状に成型された上記回転軸を有するものもある。例えば、１槽式電気洗濯機の脱水受槽を回転駆動するための中空状の脱水シャフトが有る（例えば、特許文献１）。
【０００３】
中空状の上記脱水シャフトは、中実状で円柱状のステンレス線材を母材としている。上記母材は、連続多段圧造機により第１〜第５の圧縮行程を経て特殊形状の予備成形体になる。上記予備成形体は、金型に装着され、金型内でプレスされ塑性変形し、つば付予備成形体となる。上記つばには、脱水受槽に脱水シャフトを固着するためのねじ止め用のねじ穴が形成される。上記つば付予備成形体は、その中心部に残存している母材部分がドリル加工によって除去され、中空状となる。その後、切削加工および研磨仕上げ加工を行って、所望の寸法の脱水シャフトとなる。
【０００４】
つまり、中空状の上記脱水シャフトを得るには、中実状の上記母材を、連続多段圧造機により第１〜第５の圧縮行程を経て、金型内でプレスし、次にドリル加工、切削加工および研磨仕上げ加工を施す必要がある。
【特許文献１】特許第３２８５６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、特許文献１に開示されたものでは、中空状の回転軸を得るのに多くの加工工程が必要となり、製造時間が長くなり、製造コストが掛かっていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、要求される強度などを備えつつ、多くの加工工程を必要とせず製造時間を短くでき、製造コストを抑えて得られる中空状の回転軸を備えたドラム式洗濯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のドラム式洗濯機は、外箱と、前記外箱の内部に配設された水受槽と、一端部に開口部を有し前記水受槽の内部に回転可能に配設されたドラムと、前記ドラムの前記開口部とは反対側の端面中央部に固着された回転軸と、前記ドラムを前記回転軸を介して回転駆動する駆動源とを備えるドラム式洗濯機において、
前記回転軸は、パイプ材を塑性変形させることによって軸方向に順次小径となるように形成された中空状の回転軸主体部と、前記回転軸主体部における大径側の開口端を塞ぐように取り付けられた端板とを有し、前記端板側が前記ドラムに固着されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、母材をパイプ材にすることで、当該母材を中空状にする加工工程を設けなくとも中空状の回転軸が得られ、製造時間および製造コストが削減できる。さらにパイプ材を塑性変形させることによって軸方向に順次小径にするため、塑性硬化（ひずみ硬化）によりパイプ材の強度などが回転軸全体にわたり増加し要求される強度などを有する回転軸を備えるドラム式洗濯機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態につき、図１ないし図３を参照して説明する。
図２は、ドラム式洗濯機１の概略的な縦断側面図を示す。
【０００９】
図２に示すように、ドラム式洗濯機１は、その外箱２の前面ほぼ（図２において左側）中央部に洗濯物出入口３を有し、この洗濯物出入口３には扉４を開閉可能に設けている。
外箱２の内部に、前端面開放型のプラスチック製の水受槽５が複数の弾性支持機構（図示せず）を介して弾性支持されている。水受槽５は、その中心軸が前方に向かって上昇する斜め軸型である。この水受槽５内には、前面に洗濯物の出入口を有する斜め軸型のドラム６が回転可能に配設されている。水受槽５は、その開口端全周と嵌合する環状の槽カバー７を有しており、これをベロー８によって外箱２の洗濯物出入口３に連ねている。
【００１０】
ドラム６は、洗濯槽として機能すると共に、脱水受槽として機能し、さらに乾燥用のドラムとしても機能するものである。このドラム６の胴部には、通水用であり且つ通気用でもある孔９をほぼ全域に形成している。
なお、図示はしないが、外箱２の上部２ａには、水受槽５内に給水する給水装置が配設され、外箱２の底部２ｂには、水受槽５内から排水する排水装置が配設されている。
また、図示はしないが、外箱２内には、乾燥手段として、周知構成のヒートポンプ（冷凍サイクル）を用いた乾燥装置が配設されている。
【００１１】
図１はドラム６の駆動装置部分１０を詳細に表わしている。この図１で明らかなように、水受槽５は、この後端板部に、ステンレスなどの金属でできた補強板１１を複数個のボルト（図示しない）により固着している。この補強板１１は、これの中心部で水受層５およびドラム６の上記中心軸と一致する中心軸を有する軸受ハウジング部１２を一体に有する。
ステンレス製のドラム６の後壁である後端板部には、金属製の補強板を兼ねるドラム支え１３を添えている。ドラム支え１３は、ドラム６より板厚で後端板部全面を覆い、複数個のボルト（図示せず）によりドラム６に固着している。
【００１２】
水受槽５は、その後端板部のほぼ中心部に軸受ハウジング部１２の挿入孔１４を形成しており、挿入孔１４に筒状の軸受ハウジング部１２を後方より挿入して補強板１１とともに水受槽５に固着している。
一方、ドラム６は、その後端板部の中心部に、ドラム支え１３の中心部を挟んで、後述する回転軸１５を複数本（２本のみ図示）のボルト１６によって固着している。又、ドラム６の内側には、ボルト１６の各頭部を覆い隠すキャップ１７をねじ１８によって取付けている。
【００１３】
軸受ハウジング部１２には、その内側前部で内径が小径となる部分に軸受であるボールベアリング１９が当接する位置に前方より圧入されている。さらに、軸受ハウジング部１２には、その内側後部で内径が小径となる部分に軸受であるボールベアリング２０が当接する位置に後方より圧入されている。
【００１４】
ボールベアリング１９、２０は、軸受ハウジング部１２により保持されると共に、その前方より挿入される回転軸１５を回転可能に支承するようにしている。
なお、水受槽５の挿入孔１４と軸受ハウジング部１２との間には、それらの間と回転軸１５周壁面との間とを水密に封じるシール２１をあらかじめ挟着している。
上述のように、水受槽５は、その後端板部に軸受ハウジング部１２を一体に有する補強板１１が取付けられ、さらに補強板１１から回転軸１５後端部にかけては、駆動源であるモータ２２が取り付けられている。
【００１５】
モータ２２は、ロータ２３がステータ２４の外側に位置して回転するアウターロータ形のブラシレスモータであり、そのステータ２４は、図１にも示すように、積層鉄心からなる固定子鉄心２５と、これにボビン２６を介して装着した巻線２７とを有して成るものである。このステータ２４、中でも固定子鉄心２５を複数個のボルト（図示せず）によって補強板１１に取付けている。
【００１６】
一方、ロータ２３は、鉄などの金属製のロータハウジング２８とロータハウジング２８の周囲部内面に１極１個の配置で固着したマグネット２９とを有して成るものであり、そのロータハウジング２８の中心部は、回転軸１５の反ドラム６側後端部に嵌合して、セレーションによる係合と、ナット３０による抜け止めとで一体回転するように取付けられている。
なお、金属製のロータハウジング２８は磁気回路の一部を構成するヨークとしての機能を有する。
この取付状態では、回転軸１５がモータ２２のロータシャフトとなるものでもあり、従って、この場合、回転軸１５はモータ２２のロータシャフトを兼ねている。
【００１７】
モータ２２のステータ２４には、ドラム６の回転を検知する検知手段である回転センサ（図示せず）を取付けている。この回転センサは、詳細には、例えばホールＩＣから成るもので、取付板を兼ねる回路基板（図示せず）に実装した状態で、この回路基板を介して取付けており、この取付状態で、上記回転センサはロータ２３のマグネット２９と対向し、このマグネット２９の各極を検知することによってロータ２３の回転、すなわちドラム６の回転を検知するようになっている。
【００１８】
図３は、図中、下半分を断面して示した回転軸１５の破断側面図である。
回転軸１５は、胴部となる回転軸主体部３１、開口端を塞ぐ端板３２、この端板３２と回転軸主体部３１とを連結固着するコネクタ３３およびコネクタ３３の筒状外周部に嵌挿されるスリーブ３４とからなる。
回転軸主体部３１は、開口端の一端から他端に向かって、大径部３５、胴部３６、小径部３７、セレーション部３８およびねじ部３９により一体的に構成され、ねじ部３９は中実状に、その他の部分は中空状に形成されている。
【００１９】
大径部３５は、コネクタ３３の後述する筒部４０内に圧入され、接着剤またはろう付け等により液密状にコネクタ３３と連結される。胴部３６は、大径部３５より小径に形成されており、続く小径部３７は胴部３６より小径に形成されている。
【００２０】
セレーション部３８は、小径部３７よりさらに小径に形成され、その外周全面にわたり軸方向に伸びる歯型の溝が形成され、図１に示すように、セレーションによりロータハウジング２８の中心部と嵌合をする。この場合、ロータハウジング２８は、本発明の回転部材を構成し、セレーション部３８は、本発明の回転部材取付部を構成する。
ねじ部３９は、セレーション部３８よりさらに小径に形成され、その外周全面にわたり雄ねじ部が形成され、図１に示すように、ナット３０が螺着されることによりロータハウジング２８が回転軸１５に抜止め状態で固着される。この場合、ナット３０は、上記回転部材の抜止め部材を構成し、ねじ部３９は、本発明の抜止め部材取付部を構成する。
【００２１】
コネクタ３３は、筒部４０とフランジ部４１とから構成されている。筒部４０は、上述のごとく、その内周に圧入するように回転軸主体部３１の大径部３５が連結されている。筒部４０の外周には、スリーブ３４が嵌挿される。フランジ部４１は、回転軸主体部３１の開口端側のコネクタ３３端部から径方向外側に張り出す円盤状に形成される。
【００２２】
端板３２は、回転軸主体部３１の開口部に連通するコネクタ３３の開口部を塞ぐため、コネクタ３３のフランジ部４１に接着材またはろう付けにより固着される。端板３２は、その中央部にドラム６の中心部に固定されるキャップ１７を固定するためのねじ１８が螺着するねじ穴４２が形成されている。
【００２３】
回転軸主体部３１、端板３２およびコネクタ３３は、それぞれ接着剤またはろう付けにより液密状に接合され、さらに、端板３２に螺着されるねじ１８も液密にシール加工されている。このため、回転軸１５内部に水が浸入することはない。
さらに、コネクタ３３のフランジ部４１と端板３２とが固着した状態で、図１に示すように、ドラム６に回転軸１５を固着させるボルト１６が螺着する複数個のねじ穴４３（図３では１個のみ図示）が端板３２と共に貫通形成されている。
【００２４】
次に、回転軸主体部３１の形成方法について説明する。
ステンレスなどの金属製のパイプ材の母材を、上下Ｖ金敷または上平下Ｖ金敷を用いて熱間鍛造プレスにより塑性変形させ、開口径を小径にする口絞り加工を行う。
本実施形態では、第１工程として大径部３５から胴部３６に口絞り加工を行い、第２工程として胴部３６から小径部３７に口絞り加工を行い、第３工程として小径部３７からセレーション部３８に口絞り加工を行い、第４工程としてセレーション部３８からねじ部３９に口絞り加工を行う。この絞り加工により、ねじ部３９の中心部の孔は塞がれ、ねじ部３９は中実状とされる。この後、セレーション部３８およびねじ部３９の表面の加工を行う。
【００２５】
このように本実施形態に係るドラム式洗濯機１は、回転軸１５は、母材となるパイプ材を塑性変形させることによって軸方向に順次小径となるように形成された中空状の回転軸主体部３１と、回転軸主体部３１における大径側の開口端を塞ぐように取り付けられた端板３２とを有し、端板３２側がドラム６に固着されている。
【００２６】
このため、回転軸主体部３１は、パイプ材から鍛造プレスにより形成されるため、切削加工により形成される場合と比べ、母材の廃棄する部分を少なくすることができ、多くの加工工程を必要とせず製造時間を短くでき、製造コストを抑えることができる。また、回転軸１５は中空であるため軽量であり、ドラム式洗濯機１を軽量にすると共に、回転軸１５を回転駆動させる電力を抑制することができる。しかも、回転軸１５は、塑性変形させることにより順次小径にされているため、塑性硬化（ひずみ硬化）によりパイプ材の強度などが回転軸１５の全体にわたり増加し要求される強度などを有することができる。
【００２７】
さらに、回転軸１５は、端板３２とは反対側の端部に、駆動源であるモータ２２により回転される回転部材（ロータハウジング２８）が取付けられる回転部材取付部（セレーション部３８）と、この回転部材の抜け止めをする抜止め部材（ナット３０）が取付けられる抜止め部材取付部（ねじ部３９）とを有している。このため、モータ２２の動力の発生源であるロータハウジング２８から直に回転駆動力を回転軸１５に伝達でき、効率のよいドラム式洗濯機１の運転を可能とする。
【００２８】
さらに、回転軸１５は、回転軸主体部３１と端板３２とを連結するためのコネクタ３３を有し、コネクタ３３は、回転軸主体部３１に嵌合固着される筒部４０と、この筒部４０から外側へ張り出すフランジ部４１を一体に有し、フランジ部４１が端板３２と固着される。このため、回転軸主体部３１とフランジ部４１とは別体として形成するので、回転軸主体部３１をパイプ材から容易に形成することができる。このため、複雑でなおかつ多くの加工工程を必要としないで回転軸１５を製造することができる。
【００２９】
さらに、コネクタ３３における筒部４０は回転軸主体部３１の外周部に嵌合固着され、回転軸１５は、コネクタ３３における筒部４０の外周部に嵌合固着されるスリーブ３４を有する。このため、コネクタ３３の筒部４０と回転軸主体部３１との接合は、スリーブ３４を用いることにより強固なものとすることができ、より強度等の高い回転軸１５を得ることができる。また、回転軸１５の径を変更する設計変更をする必要が生じたとき、コネクタ３３および回転軸主体部３１に変更を加えることなく、スリーブ３４の厚さを変更するのみで回転軸１５の径を変更する設計変更に対応することができる。
【００３０】
さらに、コネクタ３３は、パイプ材を塑性変形させて形成されたものであるため、切削加工により形成された場合に比べ、母材の廃棄する部分を少なくすることができ、多くの加工工程を必要とせず製造時間を短くでき、製造コストを抑えることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態につき、主に図４を参照して説明する。図４は本実施形態に係る回転軸５０の破断側面図を示している。なお、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態に係る構成は、回転軸５０の構成を除いて第１の実施形態と同様である。
【００３２】
図４において、回転軸５０は、回転軸主体部５１および回転軸主体部５１の開口端を塞ぐ端板３２とからなる。
回転軸主体部５１は、第１の実施形態における回転軸主体部３１の大径部３５の開口端に、上記コネクタ３３に対応する筒部５２およびフランジ部５３が一体に形成され、ねじ部３９以外の部分は中空状なるものである。筒部５２は、大径部３５より大径であり連通形成され、この開口端にフランジ部５３を有する。
【００３３】
フランジ部５３は、筒部５２の開口端から径方向外側に張り出す円盤状に形成される。さらに、フランジ部５３は、その開口端側の端面に端板３２が固着された後、図３に示すように、ドラム６に回転軸５０を固着させるボルト１６が螺着する複数個（図４では１個のみ図示）のねじ穴４３が端板３２と共に貫通形成されている。
回転軸主体部５１および端板３２は、接着剤またはろう付けにより液密状に接合され、さらに、端板３２に螺着されるねじ１８（図３参照）も液密にシール加工されている。このため、回転軸５０内部に水が浸入することはない。
【００３４】
次に、回転軸主体部５１の形成方法について説明する。
第１工程として、ステンレスなどの金属製のパイプ材の母材を、パイプフランジ形成用金型に装着して、熱間鍛造プレスにより塑性変形させ、回転軸主体部５１のフランジ部５３を形成する。
【００３５】
次に第１の実施形態の口絞り加工と同様に、第２工程として筒部５２から大径部３５に口絞り加工を行う。大径部３５、胴部３６、小径部３７、セレーション部３８およびねじ部３９のそれぞれの間の口絞り加工は、第１の実施形態のそれぞれに対応する工程と同様である。この後、セレーション部３８およびねじ部３９の加工を行う。
このように本実施形態に係るドラム式洗濯機１は、第１の実施形態に比べてコネクタ３３およびスリーブ３４を使用しない分、回転軸５０を構成する部品点数が減り、組み立て工数および製造時間を削減することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態につき、主に図５を参照して説明する。図５は本実施形態に係る回転軸７０の破断側面図を示している。なお、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態に係る構成は、回転軸７０の構成を除いて第１の実施形態と同様である。
【００３７】
図５において、回転軸７０は、回転軸主体部７１、回転軸主体部７１の開口端を塞ぐ端板３２および中実部材７２とからなる。
回転軸主体部７１は、胴部３６より反開口端側の構成が中実部材７２により形成されている点で、第２の実施形態における回転軸主体部５１と異なる。
【００３８】
中実部材７２は、その一端から他端に向かって、圧入部７３、鍔部７４、小径部３７、セレーション部３８およびねじ部３９から構成され、中実状に形成されている。中実部材７２は、ステンレスなどの金属の無垢材を切削加工または鍛造加工によって多段の円柱形に形成され、この後、セレーション部３８およびねじ部３９の加工を行う。
【００３９】
圧入部７３は、回転軸主体部７１の胴部３６に圧入される部分であり、鍔部７４によって回転軸主体部７１に対する位置が規制される。
回転軸主体部７１および端板３２は、接着剤またはろう付けにより液密状に接合され、さらに、端板３２に螺着されるねじ１８（図３参照）も液密にシール加工されている。さらに、中実部材７２は、回転軸主体部７１の胴部３６に圧入されている。このため、回転軸７０の内部に水が浸入することはない。
【００４０】
回転軸主体部７１の形成方法は、第２の実施形態と同様に、第１工程として回転軸主体部７１のフランジ部７４を形成する。次に第１の実施形態と同様に口絞り加工を行い、筒部５２、大径部３５および胴部３６のそれぞれの間の口絞り加工を行う。
このように本実施形態に係る回転軸７０は、第１及び第２の実施形態に比べて、セレーション部３８およびねじ部３９を別途形成したため、中空状の回転軸主体部７１の製造が容易になる。さらに、駆動源からの回転動力が直接伝達されるセレーション部３８が中実状に形成されているため、より強固な回転軸７０を得ることができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
上述した実施形態では、回転軸１５、５０、７０がモータ２２のロータシャフトを兼ねている例を示したが、これに限ることなく、セレーション部３８に回転部材であるプーリを嵌合させてベルト駆動により回転軸１５、５０、７０を回転駆動する方式を採用してもよい。
【００４２】
また、ドラム式洗濯機１は、ヒートポンプ式の乾燥機能を採用している例を示したが、これに限ることなく、ヒータ式の乾燥機能を採用してもよい。
回転軸主体部３１、５１、７１の塑性変形による形成方法を熱間鍛造プレス方式を採用した例を示したが、これに限ることなく、冷間鍛造プレス方式により回転軸主体部３１、５１、７１を形成してもよい。ただし、冷間鍛造プレス方式を採用した場合は、回転軸主体部３１、５１、７１に残留応力が残る場合があるので、後行程に焼きなまし処理が必要な場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るドラム式洗濯機の要部の従断側面図
【図２】ドラム式洗濯機の縦断側面図
【図３】回転軸を示すもので、図中、下半分を断面して表した破断側面図
【図４】第２の実施形態に係る図３相当図
【図５】第３の実施形態に係る図３相当図
【符号の説明】
【００４４】
図面中、１はドラム式洗濯機、２は外箱、５は水受槽、６はドラム、１５は回転軸、２２はモータ（駆動源）、２３はロータ（回転部材）、３０はナット（抜止め部材）、３１は回転軸主体部、３２は端板、３３はコネクタ、３４はスリーブ、３８はセレーション部（回転部材取付部）、３９はねじ部（抜止め部材取付部）、４１はフランジ部、５０は回転軸、５１は回転軸主体部、５３はフランジ部、７０は回転軸、７１は回転軸主体部、７２は中実部材を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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